Quali sono i campi di applicazione?

Aeromodello o SAPR ?

Dipende, in gran parte, dall’uso che se ne fa.

Aeromodello SAPR

(Sistemi aeromobili a pilotaggio remoto)

Utilizzato solo a scopi ricreativi o sportivi Utilizzato per tutti gli altri scopi come ad

esempio lavoro, ricerca…

• Anche minorenni;

• No attestato o visite mediche;

• No assicurazione (low cost se hobby);

• Solo maggiorenni;

• Attestato di pilota (patentino);

• Visita medica aeronautica;

• Certificato di operatore

Per i piloti di Areomodelli Per i piloti di SAPR

Dove può volare un aeromodello?

Spazio aereo V70

• R ≤ 200m

• H ≤ 70m

Differenze sostanziali…

Aeromodellisti senza

Attestato 70 metri

Aeromodellisti con

Attestato – 150 metriSAPR 150 metri

AeromodellistiSAPR

200m500m

Lavorare con il Drone

Un drone utilizzato per lavoro è un aeromobile.

Pilota

Il pilota deve superare una visita medica

aeronautica

Il suo drone deve essere certificato

L’organizzazione per la quale lavora il pilota

riconosciuta da ENAC

Critiche o non Critiche?

OPERAZIONI SPECIALIZZATE

NON CRITICHE

DICHIARAZIONE DI RISPONDENZA

OPERATORE si assume la responsabilità di

quello che ha dichiarato e di aver verificato che i

PILOTI abbiano le qualifiche prevista

OPERAZIONI SPECIALIZZATE

CRITICHE

AUTORITA’ ANALIZZA QUELLO CHE E’

STATO DICHIARATO

Se è tutto ok autorizza sia OPERATORE

che PILOTI

Il percorso nel dettaglio

Cosa andremo a considerare?

• APR con peso < di 25Kg

• Costruttore senza certificato per SAPR

• Nessuna attività sperimentale post-produzione

Vediamo ora quali sono i passi da seguire

Ecco l’iter

1) Acquisto

In base alla massa operativa al decollo si possono distinguere le seguenti

categorie di APR (Aeromobile a pilotaggio remoto):

2) Certificato medico e Attestato di Pilota di APR

Per poter lavorare con il drone dovrai:

Essere in possesso di certificato medico LAPL

(o superiore).

Il certificato medico viene rilasciato da un centro aeromedico

(AeMC) o da un Esaminatore Aeromedico (AME) autorizzato

da ENAC.

Essere in possesso di un Attestato di Pilota di

APR

L’Attestato è rilasciato da un Centro di Addestramento APR

approvato ENAC dopo aver acquisito e aver dimostrato le

necessarie competenze e capacità.

NOTA: L’attestato non è richiesto per gli APR appartenenti alla categoria “micro” e

con velocità massima ≤ 60 km/h!

2) Certificato medico e Attestato di Pilota di APR

L’Attestato si ottiene completando con esito positivo il

seguente iter addestrativo:

L’Attestato di Pilota APR consente di condurre APR con massa operativa al decollo

inferiore ai 25 kg in condizioni VLOS.

3) Attività sperimentale propedeutica

L’attività sperimentale è finalizzata a determinare nell’ambito di

quali condizioni e limitazioni le operazioni specializzate (lavoro

aereo) possono essere condotte in sicurezza. Essa serve a

determinare le caratteristiche, le limitazioni e le prestazioni del

drone, oltre che a validare le procedure da adottare in

condizioni normali e di emergenza.

• Manovrabilità;

• Sistema di comando e controllo;

• Prestazioni;

• Modalità di operazione manuale e automatica;

• Capacità di navigazione;

• Determinazione dei limiti VLOS;

• Uso ed efficienza dei sistemi di recupero/interruzione del volo

3) Attività sperimentale propedeutica

Solo a titolo esemplificativo ecco

una serie di prove da effettuare per

caratterizzare un drone:

4) Predisposizione reportistica e manualistica

Al termine dell’attività sperimentale è necessario predisporre

la seguente reportistica e documentazione:

• Le prove consuntive;

(flight test report)

• Il manuale di volo;

(flight manual)

• La configurazione del sistema;

• Analisi del rischio;

(safety risk assessment)

• Programma di manutenzione;

(maintenance programme)

• Manuale delle operazioni;

(Operations Manual)

4) Predisposizione reportistica e manualistica

• Modulo ENAC limitazioni;

• Dichiarazione ENAC;

(per le operazioni specializzate non critiche o la

domanda di rilascio autorizzazione ENAC per

le operazioni specializzate critiche)

Riassunto reportistica e manualistica richiesta

Vantaggi di avere un drone con ‘documentazione’

5) Presentazione dichiarazione di rispondenza o della domanda di rilascio autorizzazione ad ENAC

Una volta predisposta tutta la reportistica e documentazione richiesta

(vedi punto 4) non resta che inviarla ad ENAC tramite Posta Elettronica

Certificata (PEC). Se la documentazione presentata sarà conforme ai

requisiti, il proprio nome verrà pubblicato da ENAC nella lista degli

Operatori Riconosciuti sulla base della dichiarazione o domanda di

autorizzazione presentata (come applicabile). In quest’ultimo caso è

rilasciata anche un’autorizzazione.

6) Assicurazioni e Verifiche

Prima di intraprendere l’attività ricordati di:

• Stipulare un’assicurazione concernente la responsabilità

verso terzi, adeguata allo scopo e non inferiore ai massimali

minimi di cui al Regolamento (CE) 785/2004 (circa 800 mila

euro per APR con massa operativa al decollo inferiore ai 25

kg);

• Verificare che nell’area delle operazioni non esistano

divieti o restrizioni emessi dai diversi enti come riportato

nell’AIP;

• Verificare che le operazioni che intendi effettuare rientrino

nelle condizioni e limitazioni della dichiarazione o

autorizzazione ENAC;

Basta l’autocertificazione

Il principale vantaggio dell’operazione

specializzata non critica è che non è necessaria

l’autorizzazione ENAC ma basta una

dichiarazione che il volo sarà svolto rispettando il

regolamento e presentando l’analisi del rischio.

Inoltre, per il non critico, non è necessario che il

drone abbia sistemi di terminazione del volo

d’emergenza o cavi di ritenuta.

Introduzione ai lavori

In questo incontro vedremo un paio di esempi di

rilievi reali eseguiti con l'ausilio del drone.

Saranno mostrate le metodologie e i singoli passaggi per

ottenere una ricostruzione 3D perfettamente in scala del

terreno, partendo dalle immagini fotografiche scattate in volo

da un quadricottero.

Definizioni

DRONE :

Velivolo privo di pilota e comandato a distanza, usato

generalmente per operazioni di ricognizione e sorveglianza,

oltre che di disturbo e inganno nella guerra elettronica; è

indicato anche con la sigla RPV, dalle lettere iniziali dell’ingl.

Remotely Piloted Vehicle «veicolo guidato a distanza».

(Drone utilizzato negli esempi trattati)

La Fotocamera

Per le operazioni di rilievo il drone deve essere dotato di

apparecchiatura fotografica (fotocamera digitale) di discreta

qualità.

Devono essere noti:

• Parametri dell'ottica; (lunghezza o distanza focale, lunghezza focale equivalente, angolo di vista o di ripresa)

• Risoluzione del CCD; (sensore digitale)

La fotocamera deve essere montata su un supporto mobile

stabilizzato dotato di giunti cardanici sui 3 assi (gimball) e

deve avere l'obiettivo puntato verso il basso con direzione

ortogonale al terreno.

Fotocamera usata negli esempi

Fotocamera usata:

Risoluzione 12 MP

(4000 x 3000)

Lunghezza focale

equivalente riferita al

formato 135 pari a 20

mm

(lunghezza focale effettiva è

di 4 mm)

Area coperta dalla singola foto

Incognita : α Angolo di ripresa

Se non conosciamo l’angolo di

campo lo calcoliamo cosi:

α = 2*atan(d2/f)

Dove d2 è la metà della diagonale dell’area della pellicola

o del sensore (utilizzando lo standard 135, quindi 24x36 mm,

d2=21.63mm) e f la distanza focale

Area coperta dalla singola foto

In questa fotocamera

abbiamo:

α = 2*atan(21,63/20) = 104.98 gon (94,48 deg)

(rappresenta l’angolo di ripresa della diagonale della foto)

Area di ripresa

Diagonale = 40 x tan (α/2) x 2 = 86,51 mt

Per valutare l'area di ripresa a terra è necessario stabilire una

quota di volo del drone.

Negli esempi che seguiranno abbiamo fatto volare il drone ad una

altitudine di circa 40 mt, per cui la misura della diagonale a terra risulta :

Considerando che il rapporto del sensore è 4/3 (4000x3000) si ricavano le

dimensioni dell’area di ripresa a terra da una quota di 40 mt, ovvero:

Lato maggiore = 4 x diag / 5 = 69.21 mt

Lato minore = 3 x diag / 5 = 51.91 mt

Programmazione del volo

Per i rilievi trattati in questa conferenza (piccola e media

estensione) è auspicabile avere una buona risoluzione della

nuvola di punti finale per cui è utile lavorare ad altitudini non

troppo elevate.

Come ordine di grandezza possono andare bene altitudini

comprese tra i 30 e 50 metri (negli esempi che seguiranno si è

volato a 40 mt.).

Più aumenta l'altitudine più diminuisce la risoluzione delle foto

e il conseguente livello di dettaglio della nuvola di punti.

Programmazione del volo

Una volta stabilita la quota possiamo calcolare le dimensioni

dell'area di ripresa a terra (come visto prima).

Per l'acquisizione dei dati fotografici esistono 2 modalità:

1) Modalità automatica attraverso l'utilizzo dei waypoints.

2) Modalità manuale con acquisizione visiva delle foto da utilizzare.

Per una corretta restituzione del modello 3D è necessario

che i fotogrammi presi in sequenza abbiano almeno metà

dell'area ripresa sovrapposta tra loro (meglio qualcosa in

più).

Preparare la missione di volo

Una volta individuata la zona da rilevare è utile determinare

preventivamente le dimensioni approssimate della stessa

anche attraverso le immagini satellitari messe a disposizione

dalla rete Google o Bing (Thopos Mappe).

Le foto che andremo a scattare devono coprire l'intera area e

essere tra loro sovrapposte per almeno il 60 %.

Per ottenere questo il drone dovrà procedere a "zig.zag" fino a

coprire l'intera area ovvero eseguire le cosiddette "strisciate"

tra loro staccate di una determinata misura.

Preparare la missione di volo

Per stabilire la distanza tra le varie strisciate è sufficiente conoscere il lato del fotogramma a

terra ortogonale alla direzione di volo (di solito il lato maggiore) e ridurlo di circa il 20/25

% per garantire anche lungo le strisciate delle zone di sovrapposizione. Nel nostro caso il lato

maggiore è largo 69.21 mt per cui, tenendo conto delle opportune approssimazioni che il

volo comporta, si può facilmente stabilire una distanza di 50-55 mt. tra le strisciate.

Preparare la missione di volo

Lungo la direzione di volo il drone procede a velocità costante ed esegue delle foto con una

temporizzazione stabilita.

Preparare la missione di volo

E' utile non esagerare con la velocità di volo (maggiore è la

velocità maggiori sono le approssimazioni e minore sarà la

qualità delle foto).

La velocità di volo è in genere proporzionata alla quota, per

questo tipo di rilievi si può applicare una regola empirica che

stabilisce 1 m/s di velocità ogni 10 mt di quota.

Per cui, volando a 40 mt. di quota si può far avanzare il

drone alla velocità di 4 m/s.

Preparare la missione di volo

Una volta definita la velocità il calcolo della

temporizzazione degli scatti è immediata:

Il lato a terra misura 51.91 mt, dobbiamo garantire

una sovrapposizione del 60 % per cui il drone dovrà

avanzare del 40% della lunghezza, ovvero 20.76 mt.

Viaggiando a 4 m/s ci impiega 5.19 secondi a

percorrere tale distanza per cui si può facilmente

impostare un intervallo di scatto tra 2 foto di 5

secondi

Preparare la missione di volo

Se si utilizza il metodo automatico di rilievo tramite i waypoints allora si

imposterà nel software di gestione del drone i parametri appena calcolati (o

li calcola automaticamente il software) e si avvierà la missione (in questo

caso è necessario un buon segnale GPS per consentire al drone di

posizionarsi correttamente lungo le strisciate).

Preparare la missione di volo

Se si decide di eseguire il rilievo in manuale bisognerà scattare le foto

manualmente basandoci sui dati di telemetria trasmessi dal drone

(velocità, quota, ecc...).